射频前端模块 (FEM) 是4G LTE-A和5G智能手机与基站领域最为复杂和关键的设计之一。作为天线与射频收发器之间的接口,FEM集成了模拟性能所需的各种射频组件,例如多个射频开关、低噪声放大器 (LNA)、功率放大器 (PA) 和天线调谐器。
如今多天线元件(或高阶MIMO)和多频段的使用越来越多,加上日益严苛的载波聚合技术要求,明显提高了5G FEM的复杂性与集成度,从而增加了最新智能手机和射频基础设施中的射频硅含量。
凭借自身在绝缘体上硅技术领域积累下的深厚专业知识,意法半导体开发出了一套完善的RF-SOI技术组合(包括H9SOIFEM和C65SOIFEM节点)。意法半导体的RF-SOI技术又称LTE Cat NB1技术,是一套经过优化的专有工艺,可完全满足4G、5G、2.4 GHz和5 GHz射频连接和窄带物联网设备射频前端模块严苛的模拟射频性能与集成度要求。
H9SOIFEM技术的主要应用包括4G LTE-Advanced和5G sub-6 GHz RF FEM,其主要目的是提升开关性能和RF集成度。此外,H9SOIFEM技术还符合2.4至5 GHz以及窄带物联网设备的RF FEM要求。H9SOIFEM工艺立足于130 nm的技术节点,可依托8英寸晶圆加工制造。
该工艺支持多种有源器件,其中包括针对射频开关和LNA优化的MOSFET,以及针对PA优化的高击穿电压NLDMOS,可以全方位解决各种关键射频组件的问题。此外,该工艺还支持选择无源元件,例如高电流和高质量因数电感器、高值多晶硅电阻器、电容器、RF二极管和RF变容二极管等。
为了确保在复杂的工艺流程中实现出色的性能和灵活性,我们提供了多种后端堆栈选项,从而使用户能够通过实施顶部厚铜层来提升传输线和电感的性能。
C65SOIFEM针对整个5G sub-6 GHz频段的LNA性能进行了优化,且具备能够集成开关功能的关键附加价值。C65SOIFEM工艺立足于65nm的技术节点,可依托12英寸晶圆加工制造。该工艺包含了一个针对5G sub-6 GHz频段优化的低噪声、高速1.2 V MOS(其中fMAX = 200 GHz)。该器件可以满足因4 x 4 MIMO和多频段要求而产生的,有关LNA在接收器分集和主天线路径方面日益增长的需求。
C65SOIFEM技术可实现大多数5G UHB Rx FEM所要求的,LNA与开关的集成,这也是该技术的一项关键优势。此外,该工艺还为有源器件提供了一系列扩展选项,其中包括针对sub-6 GHz频段下的射频开关和LNA优化的MOSFET,以及螺旋电感、RF二极管、电容器和高值多晶硅电阻器等无源元件。线路堆栈后端为全铜材质,适用于低损耗传输线和高质量电感。